Schiffsbetrieb

Schiffsbetrieb

 

Die Erhöhung der Effizienz von Seetransporten, die Verringerung der Umweltauswirkungen und die Verbesserung der Sicherheit sind wichtige, vielfach miteinander verknüpfte Ziele im Schiffsbetrieb. Forschungsschwerpunkte bei Fraunhofer antworten auf diese Herausforderungen bspw. mit der Entwicklung von Technologien für die Automatisierung von Seeverkehr und Manövern sowie von IT-Lösungen für die maritime Wirtschaft von morgen.

Eine verbesserte Effizienz kann vielfach durch die Optimierung von Prozessen an Bord und entlang der maritimen Transportkette erreicht werden. Die Digitalisierung der Seeschifffahrt ermöglicht an Bord zunehmend optimierte Wartungs- und Instandhaltungsstrategien in Verbindung mit einer verbesserten Creweinsatzplanung. Durch den digitalen Informationsaustausch unter allen Stakeholdern können Umschlag- und Transportprozesse, aber auch Reparatureinsätze frühzeitig geplant und koordiniert werden.

Die Beobachtung, Untersuchung und Behandlung mariner Umweltsituationen hat durch die Entwicklung autonomer und ferngesteuerter unbemannter Fahrzeuge eine neue Qualität gewonnen. Schiffsrümpfe, Bauwerke, aber auch der Meeresgrund werden mit ihrer Unterstützung aufgenommen und dokumentiert. Erste Lösungen zur Sammlung von Unterwassermüll sind in der Entwicklung.

Wachsende Schiffsgrößen und gegebene Infrastrukturen sowie zunehmender Schiffsverkehr auf engen Meeresflächen haben häufiger gefährliche Situationen zur Folge. Die Entwicklung autonomer Technologien und die Verbesserung der maritimen Kommunikation helfen der Crew, kritische Situationen frühzeitig zu analysieren und angemessen zu reagieren. An Bord und im Hafen hilft der Einsatz von Virtual und Augmented Reality bei der Erprobung und Umsetzung neuer Manöver.

 

Autonome Technologien für die Seeschifffahrt

© Fraunhofer CML
Robotic-Vessels-as-a-Service, Cloudbasierte Dienste in der maritimen Datenaufnahme

Autonome Technologien dienen bspw. als Assistenzsysteme für die Schiffsbesatzung. Navigationssysteme weisen frühzeitig auf gefährliche Situationen hin und schlagen, wenn erforderlich, Ausweichmanöver vor. Als Informationsquellen hierfür dienen eine schiffseigene Sensorik und externe Quellen, wie das AIS-System. Auch unbemannte Inspektionsfahrzeuge können dank innovativer Assistenzsysteme autonom oder ferngesteuert unabhängige Operationen über und unter der Wasseroberfläche durchführen. 

Projektbeispiele

RoboVaaS - Robotic Vessels as-a-Service: Angebot neuer Dienste für die Schifffahrt durch die Einbindung und Vernetzung von kleineren unbemannten Oberflächen- und ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen. (Fraunhofer CML)

IT-Lösungen für Flottenmanagement, Kommunikation und Datenauswertung

© Fraunhofer CML
Die Crewplanungssoftware SCEDAS basiert auf mathematischer Optimierung

Die Digitalisierung in der Seeschifffahrt ermöglicht bspw. die Optimierung von Personaleinsatz und Wartung von Schiffen. Laufende Datenaufnahmen durch Sensorik und Algorithmen führen zu großen Datenmengen, die lösungsorientiert für die verbesserte Verwaltung und den Betrieb von Schiffsflotten ausgewertet werden können.

Darüber hinaus können Datenaufnahme und –analyse Prozesse in Häfen, bspw. durch die Präzisierung von Schiffsankünften und bei der Verfolgung von Emissionsentwicklungen verbessern.

Projektbeispiele

SCEDAS: Entscheidungsunterstützungssystem zur Planung und Dokumentation der Arbeits- und Ruhezeiten für jedes Besatzungsmitglied einer Schiffsflotte. (Fraunhofer CML)

TINA: Techniken zur Interaktiven Nautischen AIS-Datenanalyse bspw. für Risiko- und Sicherheitsanalysen.
(Fraunhofer CML)

Virtual Reality, Augmented Reality und Schiffsführungssimulatoren

Der Einsatz von Virtual Reality verbessert Sicherheit und Effizienz von Hafenmanövern

In den Instituten von Fraunhofer-Waterborne werden neue Lösungen mit Hilfe von VR, AR und Schiffsführungssimulatoren entwickelt. Die Testumgebungen ermöglichen die Umsetzung realitätsnaher Manöver, um neue Technologien bspw. für Steuerung und Kommunikation zu erproben. So können im Europäischen Maritimen Simulatornetzwerk über 30 Brücken virtuell miteinander verbunden werden, um gemeinsame Manöver zu simulieren, und Hafenschlepper ferngesteuert werden.

Projektbeispiele

FernSAMS: Sichere und optimierte Hafenmanöver dank ferngesteuerter Schlepper. (Fraunhofer CML)

EMSN Connect: Europäisches maritimes Simulatornetzwerk für gemeinsame virtuelle Manöver (Fraunhofer CML)